Wir alle wissen, dass es bei Vakuumsystemen wesentlich auf die Anwendungs- und Systemkonzeption ankommt. Auch die Art der Vakuumerzeugung, d. h. ob Sie Vakuumerzeuger oder Pumpen zur Erzeugung des Unterdrucks und Beförderung der Werkstücke verwenden, ist entscheidend. Es spielen aber noch viele weitere Systemkomponenten eine wichtige Rolle. Werden sie übersehen, kann dies bedeuten, dass Ihre Vakuumanwendung nicht optimal funktioniert.
Von Irina Hermann, Product Managerin, SMC Deutschland
JUNI 2022
Einfach intelligent
Intelligente Vakuumlösungen sind aufgrund ihrer Funktionen besonders interessant. Beispielsweise nutzen intelligente Vakuumeinheiten die Echtzeitsteuerung über ein Feldbussystem, sodass Sie Ihre Komponenten durch Integration mit einer SPS steuern können, was wiederum die Umsetzung von Strategien zur Zustandsüberwachung und vorausschauenden Wartung erleichtert. Weitere Vorteile sind die Fernsteuerung des Vakuumerzeugers, die bedarfsgerechte Vakuumerzeugung (je nach voreingestelltem zu haltenden Vakuumniveau) und die Steuerung des Abblasimpulses, durch den sich kürzere Taktzeiten in Ihrer Vakuumanwendung realisieren lassen.
Passgenaue Lösung
Ein Vakuumsystem profitiert auch von korrekt spezifizierten Verbinungselemeten. Prüfen Sie daher immer zuerst, ob alle Fittinge bei Unterdruck arbeiten können, um Beschädigungen und Lecks zu vermeiden und einen einwandfreien Betrieb des Systems sicherzustellen. Die ausgewählten Fittinge sollten auch den erforderlichen Durchfluss ohne erhebliche Druckabfälle gewährleisten. Wählen Sie daher Verbindungselemente, deren Dichtungskontur eng an der Rohroberfläche anliegt, sodass sie stets ordnungsgemäß abdichten, ganz gleich, ob Sie mit Unter- oder Überdruck arbeiten. Insofern ist die Dichtungskonstruktion des Fittings der maßgebliche Faktor.
Generell gilt, dass ein möglichst einfaches Verbindungssystem den Energieverlust in der Anlage verringern kann, da beispielsweise geringere Leckagemöglichkeiten entstehen. Zudem ist es sinnvoll, Versorgungsleitungen kurz zu halten, um Materialkosten, Leckagerisiko und Zykluszeit zu reduzieren.
Der Filtrationsfaktor
Filter sind weitere wichtige Systemelemente, weil ihr Einsatz den Schutz des Vakuumsystems fördert und Wartungszeiten und -kosten reduziert. Es ist auch ratsam, Filtereinheiten zwischen Vakuumsauger und Vakuumerzeuger zu installieren, um zu verhindern, dass Staub- oder Pulverpartikel während des Saugvorgangs in das System gelangen. Eingedrungene Verunreinigungen können die Vakuumerzeuger leicht verstopfen oder beschädigen und so die Lebensdauer des gesamten Systems beeinträchtigen.
SMC Leitungsfilter Serie ZFC: Nur ein Produkt für Über- und Unterdruck
Bild rechts: Darstellung der Funktionsweise des ZFC von SMC
SMC Vakuumfilter Serie AFJ: verhindert Störungen der Vakuumanlage
Bild rechts: Darstellung der Funktionsweise der Serie AFJ von SMC
Zentral oder dezentral?
Darüber hinaus sollten Ingenieure die Aspekte zentraler und dezentraler Vakuumerzeugung abwägen. Ein zentrales Vakuumsystem verfügt über einen Vakuumerzeuger oder eine Vakuumpumpe für mehrere Saugnäpfe, welche in der Regel am Roboterarm montiert und über Schläuche mit den Saugnäpfen verbunden sind. Hierbei handelt es sich um eine gängige Lösung, die einfach zu integrieren und zu installieren ist.
Bei dezentralen Systemen steuert ein Vakuumerzeuger jeweils einen Vakuumsauger und ist in der Regel direkt beim Saugnapf angeordnet. Die typische Vakuumquelle ist ein Vakuumerzeuger, der Unterdruck erzeugt, indem er Druckluft durch eine Venturidüse leitet. Eine attraktive Option ist hier eine integrierte Einheit von Vakuumsauger und Vakuumerzeuger. So erhöht zum Beispiel ein zweistufiger SMC-Vakuumerzeuger den Saugvolumenstrom um bis zu 50 % und reduziert den Luftverbrauch um bis zu 30 %. Die Konstruktionsmerkmale dieser einzelnen kompakten Einheiten ermöglichen eine platzsparende Lösung mit geringem Anschluss- und Inbetriebnahmeaufwand. Die Montage mit Sicherungsblechen erleichtern zudem die Wartung, da sie die erforderlichen Schritte beim Austausch der Saugnäpfe des Vakuumsaugers reduzieren.
Dezentrale Systeme sind ebenfalls einfach zu integrieren und installieren. Häufig sind diese bei Anwendungen mit einer geringen Anzahl von Vakuumsaugern zu bevorzugen, denn sie ermöglichen – dank ihrer kurzen Evakuierungszeiten – eine Steigerung der Produktivität. Gleichzeitig erhöhen dezentrale Systeme die Betriebssicherheit, weil bei der Beförderung eines Werkstücks mehrere Vakuumkreise zum Einsatz kommen und jeder einzelne Saugnapf durch jeweils einen bestimmten Vakuumerzeuger angesteuert wird. Fällt ein Vakuumkreis aus, wird das Werkstück von den anderen noch funktionierenden Vakuumkreisen gesichert.
Vakuumsicherungsventile
Bei Vakuumsicherungsventilen handelt es sich um Elemente, die oft vergessen werden, jedoch über großes Optimierungspotenzial für Ihre Vakuumsysteme verfügen. In Fällen, in denen ein Vakuumerzeuger gleichzeitig mehrere Sauger ansteuert, welche jedoch nicht alle zum Transfer eines Werkstücks verwendet werden, verhindert ein Vakuumsicherungsventil das Zusammenbrechen des Vakuumsystems. Die übrigen Sauger sind weiterhin in der Lage, das Werkstück problemlos zu halten.
Zudem entfällt durch den Einsatz eines Vakuumsicherungsventils der sonst bei jedem Werkstückwechsel nötige Werkzeugaustausch, was Zeit spart und den Produktionsprozess vereinfacht.
SMC Vakuumsicherungsventil Serie ZP2V: Stoppt automatisch den Druckluftverbrauch
Bild rechts: Darstellung der Funktionsweise der Serie ZP2V
Auf die Größe kommt es an
Wenn wir über Optimierung sprechen, müssen wir auch über Größe sprechen. Kleine und leichte Komponenten wirken sich nicht nur direkt positiv auf die Zykluszeiten aus, sondern ermöglichen auch die Konstruktion kompakterer und leichterer Maschinen, was wiederum die Kosten senkt. Kleinere Komponenten passen in engere Bauräume, was dem Bedarf einer wachsenden Zahl von Maschinen- und Roboterherstellern entgegenkommt, die mit Kundenwünschen nach kompakteren Lösungen konfrontiert sind.
SMC bietet Komplettlösungen für jede Anwendung und berät Sie zu allen Aspekten Ihrer Vakuumanwendung, um Leistung, Kosten, Energieeffizienz und Zuverlässigkeit zu optimieren.
